智能高分子材料的研究报告进展.doc

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1、-.智能高分子材料的研究进展大学材料学院高分子1201摘要：智能高分子材料是材料研究的新领域,本文综述了智能高分子材料的分类及研究现状。主要介绍了形状记忆高分子材料、智能高分子膜、智能药物释放体系、智能高分子凝胶、智能纤维织物的研究现状及应用，并展望了智能高分子材料的前景。关键词：智能高分子；薄膜；形状记忆；药物释放；凝胶；纤维织物；应用前言：智能高分子材料又称机敏材料，也被称为刺激-响应型聚合物或环境敏感聚合物，是智能材料的一个重要的组成部分。它是通过分子设计和有机合成的方法使有机材料本身具有生物所赋

2、予的高级功能：如自修与自增殖能力，认识与鉴别能力，刺激响应与环境应变能力等。环境刺激因素很多，如温度、pH值、离子、电场、磁场、溶剂、反应物、光(或紫外光)、应力和识别等，对这些刺激产生有效响应的智能聚合物自身性质会随之发生变化。它的研究涉及到众多的基础理论研究，波及信息、电子、生命科学、宇宙、海洋科学等领域，不少成果已在高科技、高附加值产业中得到应用，已成为高分子材料的重要发展方向之一。1.智能高分子材料的类别及应用智能材料按材料的种类可分为金属类智能材料、非金属类智能材料、高分子类智能材料和智能复合

3、材料。其中，智能高分子材料的研究最广。其不完全类别及应用如下表：类别应用记忆功能高分子应力记忆功能高分子；形状记忆材料；色泽记忆材料等智能高分子凝胶溶胀及体积相变化；刺激响应；化学机械系统等智能药物释放体系生物传导响应体系列化：靶向药物；结合药物；表面与界面功能与性能的设计；表面，界面的响应等智能高分子膜选择透过膜材；传感膜材；仿生膜材；人工肺等智能微球MS刺激响应性乳液变色；转光；蓄能；MS复合体智能纤维织物随人心情变化的织物；蓄能保暖,凉爽服；特种服等2.智能高分子材料的研究进展2.1形状记忆高分子

4、材料.-可修编-.-.形状记忆高分子材料是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。高分子材料的形状记忆性，是通过它所具有的多重结构的相态变化来实现，如结晶的形成与熔化、玻璃态与橡胶态的转化等。迄今开发的形状记忆高分子材料都具有两相结构，即能够固定和保持其成型物品固有初始形状的固定相以及在一定条件下能可逆地发生软化与固化，而获得二次形状的可逆相。这两相结构的实质就是对应着形状记忆高分子部多重结构中的结点和这些结点之间的柔性链段。故形状记忆过程可简

5、单表述为：初始形状的制品－二次形变－形变固－形变回复[[]李清波.中国科技信息.2005,14:121.]。形状记忆高分子材料种类很多，根据形状回复原理大致可分为：电致感应型、光致感应型、化学感应型、热致感应型等。其中热致感应型材料应用围较广，是目前形状记忆高分子材料研究和开发较为活跃的品种。2.1.1电致感应型电致感应型是通过电流产生的热量使体系温度升高，致使形状回复，所以既具有导电性能，又具有良好的形状记忆功能，主要用于电子通讯及仪器仪表等领域,如电子集束管、电磁屏蔽材料等。2.1.2光致感应型光致

6、感应型是将某些特定的光致变色基团引入高分子主链或侧链中，当受到光照射时，光致变色基团发生光异构化反应，使分子链的状态发生显著变化，材料在宏观上表现为光致形变；光照停止时，光致变色基团发生可逆的光异构化反应，分子链的状态回复，材料也回复其初始形状。用作印刷材料、光记忆材料、“光驱动分子阀”和药物缓释剂等。2.1.3化学感应型某些高分子材料在化学物质的作用下，也具有形状记忆现象。它利用材料周围介质性质的变化来激发材料变形和形状回复。常见的化学感应方式有PH变化、平衡离子置换、螯合反应、相转变反应和氧化还原反

7、应等，这类物质有部分皂化的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物薄膜等。该材料用于蛋白质或酶的分离膜[[]师昌绪.等.材料大辞典.：化学工业.1994]、“化学发动机”等特殊领域。2.1.4热致感应型.-可修编-.-.热致感应型是指在一定温度下，即记忆温度下，具有橡胶的特性，主要表现为材料的可变形性和形状回复性，也就是材料的记忆性能。在记忆温度下，使材料变形至所需要形状并保持该形状，冷却至室温成为坚硬固体，一旦需要，将该同型体加热至记忆温度，该形变体又可回复至原来的形状，循环往复。如聚降冰片烯、反式聚异戊

8、二烯、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚烯烃、聚己酸酯、聚酰胺、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚偏氟乙烯等。2.2智能高分子膜高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。高分子膜的智能化是通过膜的组成、结构和形态的变化来实现的。现在研究的智能高分子膜主要是起到“化学阀”的作用。对智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝胶膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。制备方法可有成膜物质功能法、表面接枝法、共混法等。智能膜根据环境刺激信号的